專利名稱：煤層氣發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于發(fā)動機領域，具體涉及一種煤層氣發(fā)動機。
技術背景在煤生成的過程中，地下會伴生煤層氣，煤層氣的主要組分是甲垸(CH4)。甲垸濃度一 般在30% 40%，熱值一般在3 15MJ/m3,有較高的利用價值。內燃式發(fā)動機本身的熱效率 可達30%，如果再加上熱電聯(lián)供系統(tǒng)，總體熱量利用率可達70%以上，經(jīng)濟效益十分可觀。但是，煤層氣作為新能源，有著自身的一些特點多灰份，多水分。這些都不利于發(fā)動 機的正常工作，嚴重影響發(fā)動機的性能和使用壽命，而該類型的發(fā)動機為大型設備，而現(xiàn)有 技術的發(fā)動機進氣裝置多為直進式結構，多灰份、多水分的燃氣直接進入發(fā)動機的工作腔室 進行燃燒后，容易造成發(fā)動機工作腔的積碳，嚴重影響及降低發(fā)動機的功率，同時需要對氣 體發(fā)動機進行經(jīng)常性頻繁的清潔處理，也嚴重縮短了發(fā)動機的正常使用壽命。發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種能夠提高發(fā)動機進氣的潔凈度，結構簡單，易于操控，安 全可靠的煤層氣發(fā)動機。本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的-即一種煤層氣發(fā)動機，包括氣缸，與氣缸匹配的進氣系統(tǒng)，起動系統(tǒng)，點火系統(tǒng)，調速 系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，報警系統(tǒng)，所述的進氣系統(tǒng)包括混合器，發(fā)動機進氣管，發(fā)動機進氣管與 氣缸聯(lián)通，其特征在于所述混合器為電控混合器，電控混合器包括調整單元，電控混合器內 的步進電機由調整單元控制，所述的調整單元連接甲烷探測器和氧氣探測器，甲烷探測器設 在混合器的煤層氣進氣管上，氧氣探測器設在發(fā)動機的排煙管上，所述發(fā)動機進氣管為內、 外相互獨立的雙層結構，內進氣管嵌裝在外進氣管內，內進氣管與外進氣管之間構成封閉的 二次燃氣混合室，內進氣管的側壁軸向依次加工有燃氣出氣口，外進氣管的下部設有放污閥， 所述的起動系統(tǒng)為氣動起動系統(tǒng)，包括空氣壓縮裝置，空氣分配器，所述的空氣分配器分別 通過各支路與發(fā)動機的氣缸連接。發(fā)動機進氣管兩端設有彈簧式防爆門，彈簧式防爆門包括防爆法蘭、蓋板、密封片、防 爆門彈簧，所述防爆法蘭和密封片之間設有消焰墊片。所述的消焰墊片由薄鋼片排列組成。本實用新型具有提高發(fā)動機進氣的潔凈度，結構簡單，便于操控，安全可靠的優(yōu)點。礦井抽出的煤層氣經(jīng)過混合器的濃度精確調節(jié)后，以可燃燒的氣體進入發(fā)動機進氣管，在發(fā)動 機進氣管中充分混合，由于進氣管采用內、外相互獨立的雙層結構，氣體在流動中因為流速、 流向的原因，將部分雜質(特別是水份)沉降下來，通過放污閥排出，提高了發(fā)動機進氣的 潔凈度。采用一個空氣壓縮裝置，結構簡單，便于操控，通過空氣分配器將壓縮空氣直接吹 進各個氣缸，推動活塞運行，既避免了電起動噪聲大，不能連續(xù)起動的缺點，又保證了起動 時能得到充足的空氣。電控混合器的中央處理器能夠根據(jù)裝在排煙管上的氧傳感器和煤層氣 進氣管上甲烷傳感器來判斷氣體的濃度變化，經(jīng)過分析后給出一個較為合適的空燃比信號， 讓歩進電機帶動混合器內的燃氣活塞移動，完成空氣和煤層氣的比例混合，可以及時適應煤 礦氣體濃度的變化，有利于發(fā)動機的可靠運行。防爆門上設有多塊薄鋼片組成的消焰墊片， 利用火焰淬熄原理，即盡可能大的冷卻面積使火焰迅速降低了著火溫度，可以將爆炸后的氣 體迅速消除火焰，使操作人員的安全性得到了保證。本實用新型的點火系統(tǒng)可以采用進口的 1AltronicDISN 800C點火系統(tǒng)，此點火系統(tǒng)點火可靠、穩(wěn)定、經(jīng)久耐用。本實用新型在電控 混合器調整單元中設有專用報警系統(tǒng)，對于不正常燃燒，濃度變化，及時、適時調整。本實 用新型的調速系統(tǒng)由一個液壓調速器帶動一個混合器蝶闊來完成調速功能的，液壓調速器帶 來了足夠的扭力，使控制混合氣體的蝶閥能夠快速的響應速度的變化。滿足了此發(fā)動機的調 速要求。冷卻系統(tǒng)采用了閉式循環(huán)，由于煤礦地區(qū)，水質條件差，水中含鈣成分高，當水受 熱后，會析出大量的水垢，嚴重影響了發(fā)動機的換熱，為此將發(fā)動機的與外界冷卻水隔離開， 單獨是使用水質好的水形成一個單獨的冷卻部分，然后采用換熱器用地下抽上的水再冷卻此 密閉水，有效的降低了水垢在機器水腔的沉降。
圖1為本實用新型的示意圖；圖2為本實用新型電控混合器調整示意圖；圖3為本實用新型發(fā)動機進氣管的示意圖；圖4為圖3的仰視圖；圖5為圖3中防爆門的示意圖；圖6為圖5中A部放大圖；圖7為本實用新型起動系統(tǒng)的示意圖。如附圖所示l氣缸，2彈簧式防爆門，3發(fā)動機進氣管，4電控混合器，5彈簧式防爆 門，6煤層氣進氣管，7甲烷傳感器，8調整單元，9歩進電機，IO氧傳感器，ll排煙管，12 內進氣管，13外進氣管，14燃氣出氣口， 15放污閥，16消焰墊片，17薄鋼片，18空氣壓縮裝置，19空氣分配器。
具體實施方式
現(xiàn)以300型煤層氣發(fā)動機為例描述本實用新型的具體實施方式
，300為該發(fā)動機的氣缸 直徑，以mm計，如圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，300型發(fā)動機包括8個氣缸1 ， 進氣系統(tǒng)包括電控混合器4和發(fā)動機進氣管3，本實用新型的電控混合器4與調整單元8連 接，調整單元8內設有中央處理器，調整單元8與電控混合器4內的歩進電機9連接，調整 單元8還分別與安裝在煤層氣進氣管6上的甲烷傳感器7和安裝在排煙管11上的氧傳感器 IO連接，本實用新型的發(fā)動機進氣管3包括內進氣管12和外進氣管13，內進氣管12的側壁 軸向依次加工有多個燃氣出氣口 14，外進氣管13的下部設有多個放污閥14，本實用新型的 起動系統(tǒng)為氣動起動系統(tǒng)，包括一個總的空氣壓縮裝置18和空氣分配器19，空氣分配器19 通過支路與各氣缸1連接。發(fā)動機進氣管3的兩端設有彈簧式防爆門2和彈簧式防爆門5， 彈簧式防爆門2和彈簧式防爆門5內設有消焰墊片16，消焰墊片16由160多片薄鋼片17排 列而成。本實用新型使用時，經(jīng)過初步凈化的煤層氣通過煤層氣進氣管6進入電控混合器4，經(jīng) 過電控混合器4與空氣混合后，通過發(fā)動機進氣管3進入各個氣缸1，在此過程中，由于發(fā) 動機進氣管3分為內進氣管19和外進氣管20，煤層氣在此過程中與空氣充分混合，并由于 流速、流向的因素，雜質尤其是水沉降下來，通過外進氣管20下部的放污閥22排出，煤層 氣在進入各氣缸1之前得到進一步的凈化，當煤層氣進入各氣缸l后，起動系統(tǒng)起動，空氣 壓縮裝置18將壓縮后的空氣通過空氣分配器19分別進入各氣缸1，推動活塞運行，發(fā)動機 正常運行中，調整單元能夠根據(jù)氧傳感器10和甲垸傳感器7來及時判斷氣體的濃度變化，經(jīng) 過中央處理器分析給出一個較為合適的空燃比信號，讓步進電機9帶動燃氣活塞移動，完成 空氣和煤層氣的比例混合，適應煤礦氣體濃度的變化，調節(jié)到最佳濃度，更利于發(fā)動機的可 靠運行。彈簧式防爆門2和彈簧式防爆門5的消焰墊片由160片薄鋼片組成，可以利用火焰 在冷壁上迅速冷卻會停止著火的火焰淬熄理論，即盡可能大的冷卻面積使火焰迅速降低了著 火溫度，將爆炸后的氣體迅速消除火焰，使操作人員的安全性得到了保證。本實用新型的點火系統(tǒng)可以采用進口的1AltronicDISN 800C點火系統(tǒng)，此點火系統(tǒng)點火 可靠、穩(wěn)定、經(jīng)久耐用。本實用新型在電控混合器調整單元中設有專用報警系統(tǒng)，對于不正 常燃燒，濃度變化，及時、適時調整。本實用新型的調速系統(tǒng)由一個液壓調速器帶動一個混 合器蝶閥來完成調速功能的，液壓調速器帶來了足夠的扭力，使控制混合氣體的蝶閥能夠快 速的響應速度的變化。滿足了此發(fā)動機的調速要求。冷卻系統(tǒng)采用了閉式循環(huán)，由于煤礦地區(qū)，水質條件差，水中含鈣成分高，當水受熱后，會析出大量的水垢，嚴重影響了發(fā)動機的 換熱，為此將發(fā)動機的與外界冷卻水隔離開，單獨是使用水質好的水形成一個單獨的冷卻部 分，然后采用換熱器用地下抽上的水再冷卻此密閉水，有效的降低了水垢在機器水腔的沉降。本實用新型不局限于以上實施例，氣缸的數(shù)量不局限于8個，彈簧式防爆門也可以采用 其他的防爆門來代替。
權利要求1.一種煤層氣發(fā)動機，包括氣缸，與氣缸匹配的進氣系統(tǒng)，起動系統(tǒng)，點火系統(tǒng)，調速系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，報警系統(tǒng)，所述的進氣系統(tǒng)包括混合器，發(fā)動機進氣管，發(fā)動機進氣管與氣缸聯(lián)通，其特征在于所述混合器為電控混合器，電控混合器與調整單元連接，電控混合器內的步進電機由調整單元控制，所述的調整單元連接甲烷探測器和氧氣探測器，甲烷探測器設在混合器的煤層氣進氣管上，氧氣探測器設在發(fā)動機的排煙管上，所述發(fā)動機進氣管為內、外相互獨立的雙層結構，內進氣管嵌裝在外進氣管內，內進氣管與外進氣管之間構成封閉的二次燃氣混合室，內進氣管的側壁軸向依次加工有燃氣出氣口，外進氣管的下部設有放污閥，所述的起動系統(tǒng)為氣動起動系統(tǒng)，包括空氣壓縮裝置，空氣分配器，所述的空氣分配器上設有支路，分別與各個氣缸連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的煤層氣發(fā)動機，其特征在于發(fā)動機進氣管兩端設有彈簧式防爆門， 防爆門內設有消焰墊片。
3. 根據(jù)權利要求2所述的煤層氣發(fā)動機，其特征在于所述的消焰墊片由薄鋼片排列組成。
4. 根據(jù)權利要求1所述的煤層氣發(fā)動機，其特征在于所述的調整單元內設有中央處理器。
專利摘要本實用新型屬于發(fā)動機領域，具體涉及一種煤層氣發(fā)動機。其特征在于所述混合器為電控混合器，所述發(fā)動機進氣管為內、外相互獨立的雙層結構，所述的起動系統(tǒng)為氣動起動系統(tǒng)，包括空氣壓縮裝置，空氣分配器，所述的空氣分配器分別通過各支路與發(fā)動機的氣缸連接。本實用新型具有提高發(fā)動機進氣的潔凈度，結構簡單，便于操控，安全可靠的優(yōu)點。
文檔編號F02M35/104GK201110222SQ200720158309
公開日2008年9月3日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權日2007年11月30日
發(fā)明者建 劉, 呂道章, 靖 曹, 李冬梅, 李宗立, 牛志堅, 王中義, 王俊興, 鄧德樂, 麗 閆, 高緒偉 申請人:淄博柴油機總公司